约瑟夫环实验报告
实验报告
课程名称：数据结构班级：实验成绩：
实验名称：顺序表和链表的应用学号：批阅教师签字：
实验编号：实验一姓名：实验日期：
指导教师：组号：实验时间：
一、实验目的
（1）掌握线性表的基本操作（插入、删除、查找）以及线性表合并等运算在顺序存储结构、链式存储结构上的实现。重点掌握链式存储结构实现的各种操作。
（2）掌握线性表的链式存储结构的应用。
二、实验内容与实验步骤
（1）实验内容：
实现约瑟夫环，约瑟夫环（Joseph）问题的一种描述是：编号为1、2、3……n的n个人按照顺时针方向围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。一开始任选一个正整数作为报数的上限值m，从第一个人开始按照顺时针的方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数。报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他的顺时针方向上的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直至所有人全部出列为止。设计一个程序求出出列顺序。
（2）抽象数据类型和设计的函数描述，说明解决设想。
首先定义一个链表，用其中的data项存储每个人的编号，用password项存储每个人所持有的密码，并且声明一个指针。之后使用CreatList_CL函数来创建一个循环链表，在其中的data和password中存入编号和密码，最后使最后一个节点的next指向L，使其能够形成循环队列。定义了函数Display来显示链表当中的内容，以确定存储的数据没有错误。定义了函数Delete_L来实现约瑟夫环中依次删除的功能，依次比较，如果某个人所持的密码和m值相等，则删除这个结点，并且输出此时该结点的编号和密码，实现出列的功能。
（3）简短明确地写出实验所采用的存储结构，并加以说明。
该实验我主要采用的是线性表的链式存储结构，首先定义了链表的结构，其中包括data 项和password项，分别存储每个人的编号和所持密码，还声明了指向下一个结点的指针，该指针可以连接各个结点，并且将最后一个结点的指针指向第一个结点使之成为一个循环链表。
三、实验环境
操作系统：Windows 7
调试软件名称：VC++
版本号：6.0
上机地点：综合楼311
四、实验过程与分析
（1）主要的函数或操作内部的主要算法，分析这个算法的时、空复杂度，并说明设计的巧
妙之处。
本实验中主要的函数包括创建链表、显示链表内容和出列过程四个部分。主要函数的代码如下：
创建链表：
typedef int Datatype;
typedef struct node//链表的定义
{
Datatype data;
int password;
struct node *next;
}ListNode,*CLinkList;
void CreatList_CL(CLinkList *L,int n)//创建一个链表
{
int i,pin;
CLinkList p,q;
(*L)=(CLinkList)malloc(sizeof(ListNode));
if((*L)==NULL)
printf("error\n");
else
(*L)->next=NULL;
q=*L;
for(i=0;i { p=(CLinkList)malloc(sizeof(ListNode)); if(p==NULL) printf("error\n"); printf("请输入第%d个人的密码：",i+1); scanf("%d",&pin); p->data=i+1; p->password=pin; q->next=NULL; q->next=p; q=p; } q->next=(*L)->next;//指向L结点，形成 } 创建这个链表的时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O（n2）。 显示链表中的信息内容： void Display(CLinkList *L,int n) { int i; CLinkList p; p=(*L)->next; printf("\n显示链表内容\n"); for(i=0;i { printf("编号：%2d 密码：%d\n",p->data,p->password); p=p->next; } } 该算法的时间复杂度为O（n）,空间复杂度为O(n2)。 删除结点，完成出列功能： void Delete_L(CLinkList *L,int n,int m) { int i=0,j; CLinkList p,q; q=(*L); p=(*L)->next; printf("\n删除的顺序：\n"); while(i { for(j=0;j { q=p; p=p->next; } printf("编号：%d 密码：%d\n",p->data,p->password); m=p->password; q->next=p->next; free(p); p=q->next; n--; } } 该算法的时间复杂度为O(n2)，空间复杂度为O(n2)。 该设计的巧妙之处在于并不需要额外的空间来存储数据，因而空间复杂度较低，而且线性表的链式存储结构可以用物理位置上的邻接关系来表示结点间的逻辑关系，这样使读者在阅读代码的过程中可以更加方便和便于理解。它可以随机存取表中的任一结点，还可以免插入和删除操作带来的大量的结点的移动，能给结点动态分配内存，这样就不存在存储空间不足的情况，而且循环链表还可以方便的从链表的最后一个结点遍历到链表的第一个结点。使操作更加方便。 （2）你在调试过程中发现了怎样的问题？又做了怎样的改进 1）在最开始的调试阶段，我发现链表插入结束之后，不能按照正常情况下输出链表的内容，只能正常显示第一个人的数据,在显示第二个人的信息是数据为乱码。之后我发现，在插入链表的过程中，我是在执行循环插入数据的循环中将结点的指针指向了第一个结点，因而，在进行链表显示的过程中，第二个结点的内容不是正常的数据。之后我将 q->next=(*L)->next;这条指令放到了整个插入循环的外部，这样表示在插入所有数据之后，最后一个结点的指针指向了第一个结点，形成了一个循环队列，此时链表的数据显示正确。 2）再次调试时，我发现人员出列时，只有第一个人出列正常，在第二个人出列时程序自动终止，不能正常显示之后出列的人的信息，并且程序自动终止运行，经过检查我发现在经过一次删除后，没有将指针指向下一个结点，因而出现问题。经过更改，程序运行正常。 3）在实验的开始阶段，数据遍历总是出现问题，经过查找资料我发现了约瑟夫环头结点的特殊性，因此我不再使用头结点，程序便恢复正常了。 （2）测试结果 五、实验结果总结 回答以下问题： （1）你的测试充分吗？为什么？你是怎样考虑的？ 答：我认为我的测试充分，因为我随机选用了很多组不同的数据进行测试，并且每次测试的结果都是正确的答案，这样选取的数据具有很强的随机性，具有代表性，因而我认为我的测试比较充分。 （2）你的存储结构的选取是不是很适合这个应用？为什么？ 答：我认为我选取的线性链式存储结构适合这个应用，因为首先此题中描述的情景中表示人们按照顺时针的方向进行排队，此时头尾相连，这与循环链表的结构十分相似，使用循环链表的结构，这样可以很方便的从链表的最后一个结点访问到链表的第一个结点，并且这样的存储方式是用物理位置上的邻接关系来表示结点间的逻辑关系，根据这个特点，该种结构可以随机存取表中的任一结点，而且它也可以避免插入和删除操作带来的大量结点的移动，并且可以随时分配空间和释放空间，这样可以减少空间的使用量，并且可以做到灵活的扩充空间，这样的结构很适合这个应用。 （3）用一段简短的代码及说明论述你的应用中有关插入和删除元素是如何做的？ 答：插入元素：首先定义了两个临时指针p和q来分别表示新插入结点的指针和第一个结点的指针，在每次插入之前应该动态的分配内存，输入要输入的信息，并且将各种数据存储到链表中相应的项里，将前一个结点的next赋值为空，再将前一个结点的指针指向下一个结点，此时完成一个元素的插入。依次类推，运用循环来实现所 有人的数据的插入，关键代码如下： p=(CLinkList)malloc(sizeof(ListNode)); if(p==NULL) printf("error\n"); printf("请输入第%d个人的密码：",i+1); scanf("%d",&pin); p->data=i+1; p->password=pin; q->next=NULL; q->next=p; q=p; 删除元素：进行循环来实现每个元素出列的功能，首先每个人进行循环，一次进行报数，在报到m-1之前都不进行删除元素这个动作，在m时，把此时结点中的password中的数值赋给m然后运用q->next=p->next;将结点删除，同时释放结点p,将人数减1，以此类推完成所有的删除操作，直到所有的元素出列，关键代码如下：while(i { for(j=0;j { q=p; p=p->next; } printf("编号：%d 密码：%d\n",p->data,p->password); m=p->password; q->next=p->next; free(p); p=q->next; n--; } （4）在你的应用中是否用到了头结点？你觉得使用头结点为你带来方便了吗？ 答：在我的应用中我没有用到头结点。在实验的一开始，我使用了头结点，但是使用头结点给数据的遍历带来了困难，因此我便放弃使用头结点。 （5）源程序的大致的执行过程是怎样的？ 答：首先用编译器编写一个.c的文件，然后编译生成.obj的文件，通过连接将目标文件连接生成一个.exe文件，之后运行文件就可以执行了。 六、附录 （1）实验设想和建议 这次实验提高了我对数据结构中关于循环链表和顺序表的理解，提高了我的编程能力，学校以后最好可以增加实验课的课时，这样我们可以更大程度的提高自己的编程能力。另外我认为该实验不仅可以使用使用链表指针来实现，还可以使用数组来模拟链表来实现约瑟夫环，用数组的下标来指向前一个和后一个元素，之后进行删除来实现约瑟夫环。 （2）参考资料：《数据结构（第二版）》闫玉宝编著清华大学出版社 《数据结构》 课程设计报告 课程名称：《数据结构》课程设计课程设计题目：joseph环 姓名： 院系：计算机学院 专业： 年级： 学号： 指导教师： 2011年12月18日 目录 1 课程设计的目的 (2) 2 需求分析 (2) 3 课程设计报告内容 (3) 1、概要设计 (3) 2、详细设计 (3) 3、调试分析 (x) 4、用户手册 (x) 5、测试结果 (6) 6、程序清单 (7) 4 小结 (10) 1、课程设计的目的 （1）熟练使用C++编写程序，解决实际问题； （2）了解并掌握数据结构与算法的设计方法，具备初步的独立分析和设计能力； （3）初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能； （4）提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力； 2、需求分析 1、问题描述： 编号是1，2，……,n的n个人按照顺时针方向围坐一圈，每个人只有一个密码（正整数）。一开始任选一个正整数作为报数上限值m,从第一个仍开始顺时针方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数。报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直到所有人全部出列为止。设计一个程序来求出出列顺序。 2、要求： 利用不带表头结点的单向循环链表存储结构模拟此过程，按照出列的顺序输出各个人的编号。 3、测试数据： m的初值为20，n=7 ,7个人的密码依次为3，1，7，2，4，7，4，首先m=6,则正确的输出是什么？ 输出形式：建立一个输出函数，将正确的输出序列 3、课程设计报告内容 概要设计： 在理解了题目后，我先想到的是我们所学的单链表，利用单链表先建立循环链表进行存贮，建立完循环链表后，我将所要编写的函数分为了两块，一块是经过学过的单链表改编的循环链表的基本操作函数，还有一块是运行约瑟夫环的函数。 详细设计： 我先建立一个结构体，与单链表一样，只是多了一个存密码的code域 struct LinkNode { int data; /删除的是尾结点时（不知道为什么我写程序里总是编译出现错误）{ q->next=head; //重新链接 delete a; len--; return out; } else { q->next=a->next; delete a; len--; return out; } } } } 5、测试结果： 中南民族大学管理学院学生实验报告 实验项目: 约瑟夫问题 课程名称：数据结构 年级： 专业：信息管理与信息系统 指导教师： 实验地点：管理学院综合实验室 完成日期： 小组成员： 2012 学年至2013 学年度第1 学期 一、实验目的 （1）掌握线性表表示和实现； （2）学会定义抽象数据类型； （3）学会分析问题，设计适当的解决方案； 二、实验内容 【问题描述】：编号为1,2,…,n的n 个人按顺时针方向围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。一开始任选一个正整数作为报数上限值m，从第一个人开始按顺时针方向自 1 开始顺序报数，报到m 时停止报数。报m 的人出列，将他的密码作为新的m 值，从他在顺时针方向上的下一个人开始重新从1 报数，如此下去，直至所有人全部出列为止。试设计一个程序求出出列顺序。 【基本要求】：利用单向循环链表存储结构模拟此过程，按照出列的顺序印出各人的编号。 【测试数据】：m 的初值为20；密码：3，1，7，2，4，8，4（正确的结果应为6，1，4，7，2，3，5）。 三、实验步骤 （一）需求分析 对于这个程序来说，首先要确定构造链表时所用的插入方法。当数到m 时一个人就出列，也即删除这个节点，同时建立这个节点的前节点与后节点的联系。由于是循环计数，所以才采用循环列表这个线性表方式。 程序存储结构利用单循环链表存储结构存储约瑟夫数据（即n个人的编码等），模拟约瑟夫的显示过程，按照出列的顺序显示个人的标号。编号为1,2,…,n 的 n 个人按顺时针方向围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。一开始任选一个正整数作为报数上限值 m，从第一个人开始按顺时针方向自1 开始顺序报数，报到 m 时停止报数。报 m 的人出列，将他的密码作为新的 m 值，从他在顺时针方向上的下一个人开始重新从 1 报数，如此下去，直至所有人全部出列为止。试设计一个程序求出出列顺序。基本要求是利用单向循环链表存储结构模拟此过程，按照出列的顺序印出各人的编号。 程序执行的命令（1）构造单向循环链表。 （2）按照出列的顺序引出各个人的标号。 测试数据 m 的初值为 20；密码：3，1，7，2，4，8，4（正确的结果应为 6，1，4，7，2，3，5） （1）、插入：在把元素插入到循环链表中时，由于是采用的头插法，所以我保留了front头结点。在每加入一个节点时，都会直接连接在front后面，从而保证一开始就赋值的rear尾节点不用修改。 伪代码阐释如下： 一．需求分析 1.约瑟夫环（Joseph）问题的一种描述是：编号为1，2……，n的n个人按顺时针方向围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。一开始任选一个正整数作为报数上限值m，从第一个人开始按顺时针方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数。报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向上的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直至所有人全部出列为止。 2.演示程序以用户和计算机的对话方式执行，即在计算机终端上显示“提示信息”之后，有用户在键盘上输入演示程序中规定的运算命令，相应的输入数据和运算结果显示在其后。 3.程序执行的命令包括： 1）输入初始密码和人数2）输入所有人的密码3）显示输入的所有人的编号及相应的密码4）输出出列密码及编号5）结束 4.测试数据 (1)m=20, n=7, 7个人的密码依次为3，1，7，2，4，8，4 (2)m=20,n=1 (3)m=20,n=0 前面一组为常规数据，后面两组为边缘数据 二、概要设计 为实现上述功能，应以有序单向循环链表表示约瑟夫环。为此，需要有一个抽象数据类型。该抽象数据类型的定义为： ADT LinkList { 数据对象：D={ ai | ai ∈termset,i=1,2,……n,n>=0}， termset中每个元素包含编号，密码，和一个指向下一节点的指针数据关系：R1={ 线性表的操作及其应用 一、问题描述 线性表、队列是一种常用的数据结构，有顺序和链式两种存储结构，在实际中应用十分广泛，而链表又分为单链表和循环链表，队列又分为链式队列和循环队列。这些数据结构都可用来解决约瑟夫环问题。约瑟夫环问题是算法设计中的一个经典问题，是顺序编号的一组n个人围坐一圈，从第1个人按一定方向顺序报数，在报到m时该人出列，然后按相同方法继续报数，直到所有人出列。设计算法求约瑟夫环中人员的出列顺序。 二、基本要求 1、选择合适的存储结构，建立线性表； 2、利用顺序存储结构求解约瑟夫环问题； 3、利用单链表和循环链表分别求解约瑟夫环问题； 4、利用队列求解约瑟夫环问题。 三、测试数据 约瑟夫环的测试数据为7，报数为1至3。 四、算法思想 由于用到四种不同的存储结构，它们的算法思想依次是： 1、首先建立一个顺序表模拟整个约瑟夫环，手动输入顺序表长（即参加约瑟夫循环的人数）和循环的次数和表元素。用已经输出总人数和顺序表长作比较，作为外层循环条件。并对每一个输出后的元素重新赋值以为标记。对于每次循环，首先检查顺序表此次是不是我们设立的标记，如果不是则循环次数加1，当达到要求的循环次数时就将循环次数设置为0，输出该元素到屏幕并将总输出元素加1。每次外循环我们都会移到表的下一个位置，作为新的判断条件，每次报到表尾的时候，我们都将重新设置到表尾，作为下次循环的表元素。 2、首先采用链式循环链表建立整个约瑟夫环，手动输入第一次的循环次数和每个人所持下一个循环次数。设立判断指针指向表头，并将该指针是否为空作为外层循环条件。做一个内层循环，将判断指针移动到循环要输出的数，并设立一个前指针指向该指针的前一个位置，输出该元素后，将循环次数重新赋值成该元素。接着判断前指针和判断指针比较，如果相等说明整个表已经输出完毕，否则将删除该位置的元素。 3、用链式队列建立循环约瑟夫环，手动输入人数，第一次的循环次数和每个人所持下一个循环次数。并将每一个元素依次入队列，根据第一次循环次数，建立一个for循环，每一次循环都出队列，如果达到要求的循环次数就输出，否则进队列，这样这个数字就出现在队尾。第一个数输出后，以队列的非空作为循环条件，判断方式如上。 4、用循环队列建立约瑟夫环，将1-7个元素依次进入循环队列，以队列的长度作为与已输出的元素作为判断条件，对每一个输出后的元素重新赋值以为标记。对于每次循环，首先检查该该位置的元素是不是我们设立的标记-1，如果不是则循环次数加1，将队首指针移 课程实验报告 题目：2016.4.6 学生姓名：黄玲 学生学号：201408070105 专业班级：智能1401 指导老师：骆嘉伟 完成日期：2016.4.6 一．需求分析 1.本实验基本要求是用数组来实现线性表，再基于线性表的基本操作（插入、删除、修改等）来实现约瑟夫问题 2.由键盘输入总人数n和出列报数m 3.在DOS界面上显示依次出圈的人的编号和最后一个留下的人,在当前文件夹里生成一个文本文件，里面是相同的输出。 4.测试数据： 输入： 10，3 输出： 3 6 9 2 7 1 8 5 10 4//DOS 3 6 9 2 7 1 8 5 10 4//TXT 二．概要设计 §抽象数据类型 为实现上述程序的逻辑功能，应以整数存储用户的输入 用线性表实现，线性表定义如下： ADT LISt 数据对象：整数 基本操作： AList(100);//构建一个最大人数为100的顺序表（数组）来存储人 Next();//指向下一个人 moveStart();//回到第一个人继续数数 Length();//查看圈里还剩多少人 currPos();//查看当前数到人的编号 getValue();//查看当前编号的人是否还在圈内 §程序的流程 以书上的代码案例为参考，编写线性表的ADT在继承线性表的基础上编写顺序表（数组）的类文件编写主函数，创建类的对象，完成程序 三．详细设计 §物理数据类型 将大小为n的数组赋好值，其值为他本身的编号，即数组下标。 §程序思路的具体步骤实现 设一个标志点，在数组中移动，同时报数，当报到m时，当前人的值变为0，出圈，然后继续移动，重新数。当数到值为0的人时自动跳过（已出圈），当数 《数据结构》课程实验 实验报告 题目：Joseph问题求解算法的设计与实现专业：计算机科学与技术 班级： 姓名： 学号： 完成日期： 一、试验内容 约瑟夫（Joseph）问题的一种描述是：编号为1，2，…，n的n个人按顺时针方向围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。开始任选一个正整数作为报数上限值m，从第一个人开始按顺时针方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数。报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向上的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直至所有人全部出列为止。试设计一个程序求出出列顺序。 二、试验目的 掌握链表的基本操作：插入、删除、查找等运算，能够灵活应用链表这种数据结构。 三、流程图 输入总人数n 创建并初始化 n个结点 输入第一个报 的数key n==0 报数过程 输出出列者 的编号及密 码 结束 n-- 四、源程序代码 //Joseph问题求解算法的设计与实现 #include 课程设计报告 课程名称：数据结构课程设计课程设计题目：约瑟夫环问题 姓名：余明旭 系：计算机科学与技术专业：计算机科学与技术年级：2010级 学号：100310236 指导教师：陈老师 职称：学生 一、需求分析 1、输入的形式和输入值的范围： 本程序中，输入报数上限值n，初始报数者s，初始报数者携带的密码m1，n-2个人携带的密码m（最后一人携带的密码没用），均限定为正整数，输入的形式为一个以“回车符”为结束标志的正整数。 2、输出的形式： 从屏幕显示出列顺序。 3、程序所能够达到的功能： 提供用户从键盘输入，Joseph约瑟夫环的必要数据，并显示出列顺序。4、测试数据： 输入 8 1 4 4 4 4 4 4 4 输出 4 8 5 2 1 3 7 6 一、详细设计 以单向循环链表实现该结构： 1、抽象数据类型的定义为： struct LNode { ElemType data; LNode* next; }; 2、本程序包含以下模块： 主程序模块： Void main() { 初始化； 输入数据； 执行功能； 显示结果； } 各功能模块：实现单链表的各项功能。 Void fun() { } 3、各模块的调用关系： 三、调试分析 程序的编写和调试基本正常，遇到的问题主要是：指针的指向的边界问题，如何每次正确找到出列的人的位置。 解决方法： for(int j=1;j 《计算机软件技术基础》实验报告 I —数据结构 实验一、约瑟夫斯问题求解 一、问题描述 1.实验题目：编号 1,2,....,n的n个人顺时针围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。 开始选择一个正整数作为报数上限m，从第一个人开始顺时针自 1 报数，报到m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向下一个人开始重新从 1 报数，直至所有人全部出列。 2. 基本要求：利用单向循环链表存储结构模拟此过程，按照出列的顺序印出个人的编号。 3. 测试数据： n=7,7 个人的密码依次为：3,1,7,2,4,8, 4.m初值为6（正确的出列顺序 应为 6,1,4,77,2,3）。 二、需求分析 1. 本程序所能达到的基本可能： 该程序基于循环链表来解决约瑟夫问题。用循环链表来模拟n 个人围坐一圈，用链表 中的每一个结点代表一个人和他所代表的密码。在输入初始密码后m，对该链表进行遍历，直到第 m个结点，令该结点的密码值作为新的密码值，后删除该结点。重复上述过程，直至所有的结点被释放空间出列。 2. 输入输出形式及输入值范围： 程序运行后提示用户输入总人数。输入人数 n 后，程序显示提示信息，提示用户输入第 i个人的密码，在输入达到预定次数后自动跳出该循环。程序显示提示信息，提示用户输入 初始密码，密码须为正整数且不大于总人数。 3．输出形式 提示用户输入初始密码，程序执行结束后会输出相应的出列结点的顺序，亦即其编号。 用户输入完毕后，程序自动运行输出运行结果。 4.测试数据要求： 测试数据 n=7，7 个人的密码依次为：3， 1， 7， 2， 4， 8， 4。 m初值为 6（正确的出列 顺序应为6， 1， 4，7， 2， 3， 5）。 三、概要设计 为了实现上述功能，应用循环链表来模拟该过程，用结构体来存放其相应的编号和密码 #include L->next = p; L = p; } L->next = q->next; free(q); } void PrintList(int x,int n,LinkList L) //输出出列顺序 { LinkList p,q; p = L; for(int i = 1;i <= n;i++) { for(int j = 1;j < x;j++) p = p->next; q = p->next; x = q->cipher; printf("%d ",q->number); p->next = q->next; free(q); } } int main() { printf("=============约瑟夫环==============\n\n\n"); int n,x; LinkList L; L = NULL; InitList(L); //构造空链表 printf("输入初始密码："); scanf("%d",&x); //初始密码为x printf("\n"); printf("输入参与总人数："); scanf("%d",&n); //总共的人数n printf("\n"); CreateList(n,L); //建立好一个约瑟夫环printf("\n\n\n===================================\n\n"); printf("出列编号为："); PrintList(x,n,L); //输出出列顺序 printf("\n\n"); return 0; } 基础成绩：82分《数据结构》课程实验 实验报告 题目：Joseph问题求解算法的设计与实现 专业：网络工程 班级：网络102 姓名：张晨曦 学号： 102534 完成日期：2012/6/20 一、试验内容 - 约瑟夫（Joseph）问题的一种描述是：编号为1，2，…，n的n个人按顺时针方向围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。开始任选一个正整数作为报数上限值m，从第一个人开始按顺时针方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数。报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向上的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直至所有人全部出列为止。试设计一个程序求出出列顺序。 二、试验目的 掌握链表的基本操作：插入、删除、查找等运算，能够灵活应用链表这种数据结构。 三、流程图 struct list { - int num,code; struct list *next; }; void main() { printf("Joseph问题求解算法的设计与实现\n \n"); int i,j,m=1; int key; // 密码. int n; //人数. list *p,*s,*head; head=(list *)malloc(sizeof(list)); //为头结点分配空间. p=head; //使指针指向头节点 printf("输入人的总个数:"); scanf("%d",&n); for(i=1;i<=n;i++) { printf("第%d个人的密码:\n",i); scanf("%d",&key); s=p; p=(list *)malloc(sizeof(list)); //创建新的结点. s->next=p; p->num=i; p->code=key; } p->next=head->next; p=head; head=head->next; free(p); //释放头结点. p=head; printf("\n\n输入初始值:\n"); scanf("%d",&key); printf("\n出列顺序为:\n"); do { j=1; p=head; while(j 合肥学院 计算机科学与技术系 课程设计报告 2009～2010学年第二学期 课程数据结构与算法 课程设计名称joseph环 学生姓名朱玉庭 学号0804012029 专业班级08计本(2) 指导教师王昆仑、张贯虹 2010 年06月08号 一、问题分析和任务定义： 约瑟夫环是一个数学游戏，根据游戏内容的描述，能够很容易的看出，游戏中的玩家顺时针围坐一圈，能够很容易的发现，这跟本课上的单循环链表非常相似，所以可以通过单循环链表存储结构模拟此过程，当游戏中的玩家出列时，可以通过删除单循环链表中的结点来实现。 二、数据结构的选择和概要设计： 选择带为指针的单循环链表来解决这个问题，先建立一个空链表，然后根据人数生成具有相应结点的单循环链表，知道密码后，通过循环来找到对应的结点，然后将该结点的编号输出，改变密码，最后删除结点，以此类推，知道编码全部输完，即可得到结果序列。 三、详细设计和编码： 本题目是通过单循环链表存储结构来模拟此过程的，首先要先明确该单循环链表中结点的结构类型，定义如下： typedef struct Node { int key; //每个人持有的密码 int num; //这个人的编号 struct Node *next; //指向下一个结点 }Link; 当生成单循环链表时，就需要用到课本上创建单循环链表的有关内容了，可以先通过子函数Link *InitList()建立一个空链表，返回指针L，然后将返回的指针代入子函数Link *Creater(Link *L,int n)的形参中，对循环链表进行初始化，并且也返回一个指针，然后再将这个返回的指针代入到输出函数void Output(Link *L,int n,int m)的形参中，要想根据题目要求完成序列的输出，需要通过两个for循环来实现，第一个循环for(i=1;i<=n;i++) ，因为一个用n个人，所以结果要输出n个编号，这个循环每循环一次输出一个编号即printf("%d ",q->num)，并将该编号下的密码赋值给m 即m=q->key，当循环完毕时正好将编号全部输出，第二个循环for(j=1;j ******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 软件职业技术学院 2011年春季学期 算法与数据结构课程设计 题目：约瑟夫环 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 摘要 约瑟夫环问题是典型的线性表的应用实例，其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。对于前者要求建立起数据一致性和完整性强、数据安全性好的库。而对于后者则要求应用程序功能完备，易使用等特点。 经过分析，我们使用MICROSOFT公司的Microsoft Visual C++6.0开发工具，利用其提供的各种面向对象的开发工具，尤其是数据窗口这一能方便而简洁操纵数据库的智能化对象，首先在短时间内建立系统应用原型，然后，对初始原型系统进行需求迭代，不断修正和改进，直到形成用户满意的可行系统。 关键词：单循环链表；c语言；约瑟夫环； 序言 数据结构是研究数据元素之间的逻辑关系的一门课程，以及数据元素及其关系在计算机中的存储表示和对这些数据所施加的运算。该课程设计的目的是通过课程设计的综合训练，培养分析和编程等实际动手能力，系统掌握数据结构这门课程的主要内容。 本次课程设计的内容是用单循环链表模拟约瑟夫环问题，循环链表是一种首尾相接链表，其特点是无须增加存储容量，仅对表的链接方式稍作改变，使表处理更加灵活，约瑟夫环问题就是用单循环链表处理的一个实际应用。通过这个设计实例，了解单链表和单循环链表的相同与不同之处，进一步加深对链表结构类型及链表操作的理解。 通过该课程设计，能运用所学知识，能上机解决一些实际问题，了解并初步掌握设计、实现较大程序的完整过程，包括系统分析、编码设计、系统集成、以及调试分析，熟练掌握数据结构的选择、设计、实现以及操作方法，为进一步的应用开发打好基础。 C语言课程设计报告约瑟夫环胡存夫 沈阳航空航天大学 课程设计报告 课程设计名称：C语言课程设计课程设计题目：约瑟夫环 院（系）：计算机学院 专业：计算机科学与技术班级：3410301 学号： 姓名：胡存夫 指导教师：丁一军 目录 1 课程设计介绍 ......................................................... 错误!未定义书签。 1.1课程设计内容及要求 ........................................... 错误!未定义书签。 1.2系统需求............................................................... 错误!未定义书签。 2 课程设计原理 ......................................................... 错误!未定义书签。 2.1课设题目粗略分析 ............................................... 错误!未定义书签。 2.2.1 功能模块图..................................................... 错误!未定义书签。 2.2.2 流程图分析..................................................... 错误!未定义书签。 3 调试与分析............................................................. 错误!未定义书签。 3.1调试过程............................................................... 错误!未定义书签。参考文献 .................................................................... 错误!未定义书签。附录（关键部分程序清单） ................................... 错误!未定义书签。 武汉工业学院数学与计算机学院 数据结构课程设计 设计题目：约瑟夫环 专业大类计算机 班级计算机6班 学号 100702129 姓名王元 指导教师李禹生 2011年9月3 日 一．选题背景： 题目：约瑟夫环 问题描述： 编号为1,2，…..，n的n个人按顺时针方向围坐圈，每个人持有一个密码（正整数）。一开始任选一个正整数作为报数上限值m，从第一个人开始按顺时针方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数。报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向上的下一个人开始重新重新从1报数，如此下去，直至所有人全部出列为止。 基本要求： ⑴建立模型，确定存储结构； ⑵对任意 n个人，密码为 m，实现约瑟夫环问题； ⑶出圈的顺序可以依次输出，也可以用一个数组存储。 设计指导思想： 首先，设计实现约瑟夫环问题的存储结构。由于约瑟夫环问题本身具有循环性质，考虑采用循环链表，为了统一对表中任意结点的操作，循环链表不带头结点。其次，建立一个不带头结点的循环链表并由头指针 first 指示。最后，设计约瑟夫环问题的算法。下面给出伪代码描述，操作示意图如图 2-1 所示。 二．方案论证： 本方案通过建立单循环链表模拟了约瑟夫问题；首先，建立一个结构体node，然后给他开辟一个储存空间；利用头指针head标记链表，利用尾指针向后移将建立的结点连接成我们需要的单循环链表， 过程如下： 约瑟夫问题中的人数个数即为链表的长度，链表中node->num 编号n，node->data为每个人的密码。建立单循环链表后，通过初始报数上限找到出列的结点，输出该结点的node->num值，将该结点中的data中数作为新密码开始下一个步的开始，将该结点从链表中删除，并释放该结点的空间。重复此过程，直到剩下最后一个结点，就直接将该结点中的num值输出，删除该结点，并释放该结点的空间。输出的num值即为约瑟夫中人的编号。 三．过程论述： typedef struct node { int data; int num; struct node *next; }listnode; 定义一个结构体用来储存学生的编号和所携带的密码 for(i=1;i<=n;i++) { printf("输入第%d号同学的密码:",i); scanf("%d",&j);//输入学生所带密码 p1->next=(listnode*)malloc(sizeof(listnode));//建立一个新的空间，并将它的地址赋给p1->next p1=p1->next; p1->data=j; p1->num=i;//对结点的num和data成员赋值 p1->next=head->next;//构成单循环链表 } 定义指针p1，然后建立一个新结点并将p1->next指向它的地址，然后将这个地址赋给p1，最后将head->next赋给p1->next,构成一个单循环链表，并不断在尾部插入新的结点，直至所有人都进入循环链表中，而且在循环的过程中给结点的num和data成员赋值 《约瑟夫环》实验报告 专业：网络工程班级 学号姓名 一、问题描述： 约瑟夫问题的一种描述是：编号为1，2，……，n点的n个人按顺时针方向围坐一个圈，每人持有一个密码。一开始选一个正整数作为报数上限值m，从第一个人开始从顺时针方向自1开始报数，报到m时停止。报到m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向上的下一个人开始从新从1报数，如此下去，直达所有人出列。 基本要求：利用单向循环链表存储结构模拟此过程，按照出列的顺序输出各人的编号。 测试数据：m的初始值为20；n=7，7个人的密码依次是3，1，7，2，4，8，4，首先m的值为6（正确的出列顺序为6，1，4，7，2，3，5） 二、程序设计的基本思想，原理和算法描述： 采用结构体定义单链表，格式为：struct Lnode {int number; int password; struct Lnode*next; }Lnode,*p,*q,*head; 其中number是人的排列序号，password是各人所持有的密码值，next是节点指针。Lnode是节点变量，p、q是节点，head是头指针。 程序的代码：定义变量n，i,m,j 输入人的数量n If n<=0或n>30 重新输入n值 当0 《数据结构》课程设计报告书 设计题目：约瑟夫环 专业： 班级： 姓名： 指导教师： 完成日期： 目录 一、问题描述 (1) 二、基本要求 (1) 三、测试数据 (1) 四、算法思想 (2) 五、模块划分 (3) 六、数据结构 (4) 七、源程序 (4) 八、界面设计 (6) 九、运行与测试 (6) 十、总结 (8) 十一、思考与感悟 (9) 课程设计设计报告书 一、问题描述 约瑟夫问题是由古罗马著名的史学家Josephus提出的问题演变而来，所以通常称为Josephus问题。改进约瑟夫问题的描述是：编号为1，2，…，n的n个人按顺时针方向围坐一圈, 每人有一个密码（整数），留作其出圈后应报到后出圈。报数方法采用顺时针报数和逆时针报数交替进行，初始密码可任意确定。求最后剩下的人的编号。这个就是约瑟夫环问题的实际场景，后来老师要求我们对要求中的每人所持有的密码以及第一次的报数上限值要用随机数产生。因此约瑟夫环问题如果采用双向循环链表则能很好的解决。循环链表的数据结构，就是将一个链表的尾元素指针指向队首元素。p->link=head解决问题的核心步骤：先建立一个具有n个链结点，无头结点的循环链表，然后确定第一个报数人的位置，并不断地从链表中删除链结点，直到链表为空。 二、基本要求 (1)输入的形式和输入值的范围：输入的形式是以数字的形式输入，输入范围为-2147483648～2147483648 (2)输出的形式：字符串形式输出 (3)程序所能达到的功能：达到符合约瑟夫环要求的响应功能。 三、测试数据 进入程序，显示“1.开始游戏0.退出游戏”输入非0数进入游戏，输入0退出游戏。 进入游戏后显示“输入总人数”，输入大于0的整数；若输入错误，则光标处清空，重新输入。 后提示“输入开始人的序号”；范围是大于零，小于总人数的整数，若输入错误，则光标处清空，重新输入。 后提示“输入间隔数字”，范围是任意正整数；若输入错误，则光标处清空，重新输入。 按回车键，显示结果，并重新询问“1.开始游戏0.退出游戏”。 实验报告 实验课名称：数据结构实验一 实验名称：约瑟夫环问题 时间 班级000 学号000 姓名神刀公 子 1.问题描述 约瑟夫环问题 （1）问题描述 设有编号为1,2,…,n的n（n＞0）个人围成一个圈，每个人持有一个密码m。从第一个人开始报数，报到m时停止报数，报m的人出圈，再从他的下一个人起重新报数，报到m时停止报数，报m的出圈，……，如此下去，直到所有人全部出圈为止。当任意给定n和m后，设计算法求n个人出圈的次序。 （2）基本要求 建立模型，确定存储结构。 对任意n个人，密码为m，实现约瑟夫环问题。 出圈的顺序可以依次输出，也可以用一个数组存储。 （3）思考： 采用顺序存储结构如何实现约瑟夫环问题？ 如果每个人持有的密码不同，应如何实现约瑟夫环问题？ 2.数据结构设计 由于约瑟夫环问题本身具有循环性质，考虑采用循环链表，为了统一对表中任意结点的操作，循环链表不带头结点。将循环链表的结点定义为如下结构类型：struct Node { int data; //数据域 Node *next; //next指针指向下一个结点 }; 3.算法设计 问题要求建立模型，确定存储结构，之后对任意n个人，密码为m，实现约瑟夫环问题，出圈的顺序可以依次输出，也可以用一个数组存储。 设计流程图如图1.1所示。 开始 输出提示语 输入所需参数 创建链表，计算，得出结果 输出结果 结束 图1.1 设计流程图 （1）创建循环链表 由于内容的要求以及问题的方便，用循环链表作为本次实验的抽象数据类型。申请一个结点作为第一个结点，之后调用creat_list函数将后续结点一次插入链接，构造为循环链表。 NODE *link(int number) { NODE *head=NULL,*p=NULL,*q=NULL; int i=1; head=(struct node*)malloc(sizeof(struct node)); head->value=i; p=head; for(i=2; i<=number; i++) 数据结构课程设计题目 1.目的 数据结构是研究数据元素之间的逻辑关系的一门课程，以及数据元素及其关系在计算机中的存储表示和对这些数据所施加的运算。该课程设计的目的是通过课程设计的综合训练，培养分析和编程等实际动手能力，系统掌握数据结构这门课程的主要内容。 2.内容 本次课程设计的内容是用单循环链表模拟约瑟夫环问题，循环链表是一种首尾相接链表，其特点是无须增加存储容量，仅对表的链接方式稍作改变，使表处理更加灵活，约瑟夫环问题就是用单循环链表处理的一个实际应用。通过这个设计实例，了解单链表和单循环链表的相同与不同之处，进一步加深对链表结构类型及链表操作的理解。 约瑟夫环问题的描述是：设编号为1，2，…，n的n个人按顺时针方向围坐一圈，每个人持有一正整数密码。开始时选择一个正整数作为报数上限m，从第一个人开始顺时针方向自1起顺序报数，报到m时停止报数，报m的人出圈，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向上的下一个人起重新从1报数。如此下去，直到所有人都出圈为止。令n最大值为100。要求设计一个程序模拟此过程，求出出圈的编号序列。 3.设计： 1）对设计内容进行分析 2）逻辑设计 1、循环链表抽象数据类型定义 typedef struct LNode//定义单循环链表中节点的结构 { int num;//编号 int pwd;//password struct LNode *next;//指向下一结点的指针 }LNode; 2、本程序包含一下几个模块 （1）构造结点模块 LNode *createNode(int m_num,int m_pwd) { 图2 约瑟夫环原理演示图 约瑟夫环的三种实现方法的实验报告 公选题：约瑟夫环（使用一维数组、一维结构体数组、循环链表三种方法完成）一，实验目的 1、学会通过对问题的分析，设计一种合理的数据结构，并进行定义及操作的实现。 2、掌握利用一维数组，结构体，还有循环链表的各种操作来进行具体的实际应用。 3、加强程序设计的能力。 二，实验内容 什么是约瑟夫环？ 约瑟夫环是一个数学的应用问题：已知n个人（以编号1，2，3...n分别表示）围坐在一张圆桌周围。从编号为k的人开始报数，数到m的那个人出列；他的下一个人又从1开始报数，数到m的那个人又出列；依此规律重复下去，直到圆桌周围的人全部出列。 举例如下； n = 9, k = 1, m = 5 【解答】 出局人的顺序为5, 1, 7, 4, 3, 6, 9, 2, 8。 三，怎么用程序来实现这个实际场景？ 要实现这个场景有多种语言（C，C++，JA V A语言，C#），每一种语言在实现的过程中各有不同，在实现上复杂程度也不同。针对自己目前的水平以及查阅相关资料，做了如下的一些解决方案。 四，三种解决方法（） 1，使用一维数组： #include { int x; printf("请输入第%d个元素的值：\n",i+1); scanf("%d",&x); a[i]=x; i++; } printf("所有元素信息如下：\n"); for(int j=0;j约瑟夫环课程设计实验报告
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